今天是一篇種田文:被大風颳倒的莊稼,還有救麼?
農諺有云:“立夏颳大風,小麥一場空”,說的正是夏季大風天氣導致小麥嚴重倒伏的災難性影響。
除了小麥以外,水稻、玉米、穀子等禾本科作物面對強對流大風天氣均可能出現倒伏,即“直立生長的作物成片發生歪斜、甚至全株匍倒在地”的現象。
2024年7月1日,強對流天氣致重慶雲陽16個鄉鎮玉米倒伏(圖片來源:雲陽縣融媒體中心)
莊稼爲什麼會被大風颳倒?被颳倒之後還有救麼?
倒伏,也分兩種
莊稼的倒伏有根倒伏和莖倒伏兩種類型。根倒伏發生時,植株傾角往往大於30°或45°,通常連帶着部分甚至全部根系從土壤中拔出、而莖稈維持挺直。而莖倒伏發生時,作物僅莖稈基部彎曲或傾斜,根部位置不發生變化。
請看下面的示意圖。
倒伏的兩種類型,左圖爲莖倒伏,右圖爲根倒伏
倒伏後,作物很可能發生機械損傷、生理功能出現障礙,從而導致生長髮育受到抑制。傾倒後的植株葉片又會相互重疊,光合作用減弱、幹物質積累減少,致使形成最終產量的籽粒千粒重降低。同時,倒伏往往伴隨着風雨出現,此時農田溼度大,通風、透光條件差,也容易誘發白粉病、條鏽病等病害。
因此,倒伏會嚴重影響作物的產量和質量,如果不進行及時有效的處理,則會導致嚴重減產乃至絕收。通常,倒伏發生時期越早,對產量的影響越大——例如小麥抽穗前發生倒伏一般會減產30-40%,灌漿期倒伏會減產10-30%。
莊稼爲什麼會被大風颳倒?
要回答這個問題,就需要從作物本身的抗倒伏能力(遺傳特性)、氣象條件以及栽培管理措施三方面來分析。
作物倒伏的三大類影響因素——作物本身的抗倒伏能力、氣象條件、栽培管理措施(圖片來源:AI生成)
1. 作物本身的抗倒伏能力
株高(植株的高度)、株型(如分櫱數、分櫱夾角等)、莖稈抗彎折特性(如莖稈強度、壁厚)、根系特性等與作物抗倒伏能力密切相關。
株高對抗倒伏特性的影響很直觀——作物莖稈越高、需要面對的風速就越快,強風來襲時就越容易被吹倒。比如越是生長後期的玉米長得越高,頂部的風就比剛出苗時的風大。
玉米羣體內風速的垂直分佈(劉開昌等,2000)
分櫱指的是禾本科等植物在地面以下或近地面處所發生的分枝。通常來說,分櫱夾角過大會導致植株匍匐狀生長、抗倒伏能力差,分櫱夾角適當減小使得植株莖幹直立、抗倒伏能力增強。分櫱數過多則容易引發作物羣體密度增加、養分競爭加劇,導致作物莖稈變輕、變細,莖稈強度減弱、支撐能力下降,抗倒伏能力減弱。
右邊的植株就比左邊的容易倒伏(圖片來源:Li et al., 2019)
如果作物莖稈強度不夠,就很容易發生莖倒伏。而木質素、纖維素等結構物質的累積能夠有效增加莖稈的壁厚、直徑和乾重,從而增強莖稈的彈性及剛性,降低植株發生莖倒伏的概率。
而從根倒伏方面來看,作物根系的錨固能力與植株能否“牢牢地抓住地面”有關。如果作物根系的延展角度小(同樣的根長能夠延伸到更深的土層中)、開張角度大(次生根橫向生長數量多範圍廣)、根系伸長且粗壯、垂直拔根阻力大、剪切強度強,就可以極大地降低作物發生根倒伏的風險。
2. 氣象條件
大風是導致作物倒伏的首要自然環境因子。我國地處亞洲東部熱帶-副熱帶區域,恰好位於西北太平洋副熱帶高壓西北側,每年汛期(4月~10月)地表氣溫升高、水汽條件充足的背景下,大氣的不穩定能量較高,稍有擾動,就很容易出現劇烈的局地強對流天氣。同時,每年的5~11月也是颱風登陸我國的盛期,平均每年有6~7個,最多時可達12個。
而這個“盛產大風”的時期恰好對應我國主要農作物的生長季,如冬小麥的抽穗和成熟期、夏玉米的抽雄和成熟期、水稻的孕穗和乳熟期等。
因此,一旦汛期來臨,頻發的強對流天氣和颱風登陸造成的局地大風極易導致作物倒伏。例如,今年5月14日引起河南省小麥倒伏的大風,就與前期河南地表氣溫持續偏高、大氣中積聚的大量不穩定能量有關,同時高空冷槽的引導及地面冷鋒的快速南下也進一步加大了風力。強對流與冷空氣大風疊加,使得風力在短時間內迅速增強,達到了罕見的12級到13級。
2024年5月14日河南省部分區域大風致小麥倒伏 (圖片來源:中國三農報道)
3. 栽培管理措施
即便是在同一個區域,大風颳倒莊稼的程度也有輕有重,甚至出現有些地塊沒有發生倒伏的情況,這和作物生長的土壤環境以及相應的栽培管理措施有關。
- 土壤緊實度、土壤質地和土壤通透性等物理性狀不僅可以直接決定土壤對作物的固持效果,還可以改變植株根系的發育狀況,間接影響植株抗倒伏效果。溼度適中、疏鬆、透氣性好的土壤有助於根系深扎,增強作物的抗倒伏能力,而粘重、緊實的土壤則限制根系下扎,使根系只能停留在表層生長,增加倒伏風險。
- 播種量和密度決定了作物植株間的競爭強度——過高的播種密度導致植株生長細弱,高度增加,易倒伏。
- 水肥管理方式同樣影響着作物的發育狀況和土壤性狀——乾旱缺水和過度灌溉均會導致植株根系無法牢固地固定在土壤中,一旦遇到大風或強對流天氣,就容易發生倒伏。過量施肥,特別是氮肥,容易導致作物生長過快,莖稈變脆、變薄,機械強度降低,增加倒伏風險。
- 合適的耕種方式(如深耕細作)有助於構建合理的耕層結構、打破犁底層,幫助根系的固定和下扎,使根系在土壤中合理分佈,提高根系吸收水分和養分的能力、促進根系發育,從而降低倒伏率。而免耕、淺耕、滅茬旋耕等耕種方式雖然能減少土壤侵蝕和保水保肥,但若管理不當,可能導致土壤表層板結,影響根系下扎,增加倒伏概率。
- 病蟲害也是影響作物倒伏不可忽視的因素。遭受病蟲害侵襲的植株,莖稈及根系組織往往會變得脆弱易折。特別對於是發生在莖基部或根部的病蟲害,如紋枯病、莖基腐病、稻飛蝨等,如無及時防治,會導致成片作物出現莖基部脆弱甚至壞死,增加倒伏几率。
幾個祕訣,不但能預防倒伏,還能救起已經“躺平”的莊稼
在作物生長髮育過程中,伴隨着營養物質的累積,植株莖稈變得越來越高、頂部重量越來越重,遇到狂風暴雨就越容易彎折傾倒,使得作物倒伏往往發生在生育中後期(通常是拔節期之後)。因此,在瞭解到影響作物倒伏的因素後,我們就可以根據作物的生育時期、土壤墒情以及天氣情況,從不同方面進行科學應對。
倒伏的水稻(圖片來源:veer圖庫)
1. 未雨綢繆防倒伏,重在選種與管理
首先,從選種和播種的角度來講,在常出現大風的地區,應提前進行深松、翻耕,合理選擇抗倒伏能力較強的品種進行栽培,如莖稈強壯的耐水、耐肥品種和節間較短的矮稈品種。並控制好栽培密度、分櫱數,必要時使用植物生長調節劑,以調控植株節間長度與株高、株型等。
同時,實行科學的肥、水管理——多施磷、鉀肥、生物菌肥、硅肥及中微量元素增強作物抗倒性。氮肥不宜施用過多、過晚,以控制幼苗的長勢及密度,建立適宜的羣體結構,協調羣體、個體營養關係,增強羣體抗風能力。在作物生長過程中,密切監測土壤墒情,及時灌溉或排水,保持適宜的土壤溼度。在作物生長後期,如遇乾旱發生,需要結合天氣預報進行灌溉。切勿在大風、暴雨天氣前澆水,以防土壤過溼、固根能力弱。對發生連陰雨的區域,應及時疏通田內外溝系,確保田間無積水、田面溼度降低,防止植株爛根後因支撐力不夠而歪斜倒伏。
2. 灌漿前“輕倒”莫慌,“重倒”人工幫立起
作物開始灌漿前,光合作用產生的澱粉、蛋白質等有機物還未儲存到籽粒中,因此頂部的重量還很低,也就是“頭部比較輕”。如果發生倒伏的話,則不用太擔心,因爲此時的倒伏往往較輕(莖稈與地面夾角大於45°),而作物會有“自愈”能力——能夠自行使葉片和穗莖翹起。特別是倒伏不太嚴重的田塊,植株基本都能夠恢復直立狀態。這時如果進行人爲扶起,反而會人爲地破壞穗莖、葉片的自然分佈,使機械損傷加重,可能對後期造成更爲嚴重的損失。
對於小面積重倒伏的作物,也可以通過人工扶起並捆紮成小把的辦法挽救,避免絕收。扶起時要順勢扶起,避免二次損傷,之後用尼龍繩、雜草等將相鄰的幾株捆綁在一起,幫助植株立起,使穗位離開地面。或在壟溝每隔幾米的兩端支起木棍,用鐵絲系在兩端,將植株上端搭在鐵絲上。
農民正在將倒伏的玉米扶起並捆紮 (圖片來源:中國農業生產技術推廣網站)
3. 灌漿、完熟遇倒伏,適時收穫減損失
作物進入灌漿期至成熟期間,由於此時植株頂部的重量較大,如果發生倒伏的話,一般只有穗和緊挨着穗部的莖部可以立起,根部和莖稈部位是無法直立的,需要及時進行挽救。
對於倒伏程度不嚴重的田塊,依靠作物自身恢復直立,應儘量減少人工扶起,產量損失不會太大。還可通過噴灑殺菌劑和葉面肥防病害促進灌漿,幫助作物恢復生長,增加幹粒重,進一步減少產量損失。
如果作物在成熟期臨近收穫時發生大面積倒伏,則一定要根據天氣條件抓緊時間搶收——風雨過後已經成熟的籽粒長期處於潮溼狀態,可能滋生病蟲害,出現發黴、發芽等情況。如果不及時收穫,損失將會越來越大。如果使用機械收割的方法,需根據倒伏高度、方向對收割機進行調整,也可以進行適當扶綁後收割,減少籽粒損失。
結語
總之,作物倒伏是一個普遍而令人頭疼的問題。因此,科學預防倒伏、促進倒伏作物恢復生長,以減輕產量損失,成爲保障糧食高產穩產的關鍵一環。希望在未來,隨着更抗倒伏品種的研發、更精準的天氣預報手段、更及時有效的栽培管理方式的實施,狂風暴雨來臨時,作物們能夠更多地向倒伏說“不”!
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作者:李柯欣
作者單位:中國科學院大氣物理研究所